中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及射頻電調(diào)帶通濾波器技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)的飛速發(fā)展，頻譜擁擠的矛盾日益突出。為了提高頻譜資源的可利用率，多通帶、擴(kuò)跳頻和動(dòng)態(tài)頻率分配等頻譜技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，這大大促進(jìn)了快速電調(diào)或電可重構(gòu)濾波器的發(fā)展?，F(xiàn)代無(wú)線通訊技術(shù)的飛速發(fā)展對(duì)無(wú)線電子設(shè)備的多功能、小型化提出了越來(lái)越高的設(shè)計(jì)要求。主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:在民用上，現(xiàn)代無(wú)線通信系統(tǒng)寬帶、多頻段的迅速發(fā)展要求部分射頻收發(fā)器需要在較大的頻段范圍內(nèi)有頻率選擇性的工作，而傳統(tǒng)的固定濾波器通常需要多個(gè)不同頻段的濾波器組合使用才能實(shí)現(xiàn)頻段的可調(diào)。但是這種方式不但使射頻收發(fā)器的體積倍增，而且增加了它的功耗和成本，這不符合當(dāng)前接收機(jī)射頻前端電路小型化、低成本的主流趨勢(shì)，所以許多研究者傾向于用單個(gè)尺寸較小的可調(diào)諧濾波器取代傳統(tǒng)的濾波器組，因此這就大大促進(jìn)了快速可調(diào)濾波器的發(fā)展。在軍事上，在電子戰(zhàn)雷達(dá)系統(tǒng)中，為了保證雷達(dá)系統(tǒng)不被敵方截獲，要求接收機(jī)和發(fā)射機(jī)的中心頻率應(yīng)能在任何時(shí)候?qū)崿F(xiàn)迅速改變，因而采用可調(diào)濾波器。由于調(diào)諧頻率的不固定，從而很難被敵方截獲。因此，基于這一背景，我們需要設(shè)計(jì)一種可調(diào)范圍寬且性能穩(wěn)定的可重構(gòu)的濾波器。
[0003]已有文獻(xiàn)報(bào)道了可調(diào)濾波器結(jié)構(gòu):
[0004]1、文獻(xiàn) I (Y1-Chyun Ch1u, Gabriel Μ.Rebeiz, A Tunable Three-Pole 1.5 -2.2-GHz Bandpass Filter With Bandwidth and Transmiss1n Zero Control, IEEETrans, on Microwave Theory and Techniques, 2011 (11):2872-2878.)中在梳狀線濾波器結(jié)構(gòu)中加載變?nèi)莨軐?shí)現(xiàn)濾波器的中心頻率和傳輸零點(diǎn)可調(diào)，但是可調(diào)器件比較多，且中心頻率可調(diào)的同時(shí)絕對(duì)帶寬會(huì)變化。
[0005]2、文南犬 2 (Ariana Lacorte Caniato Serrano, Fatima Salete Correra, Tan-PhuVuong, and Philippe Ferrari, Synthesis Methodology Applied to a Tunable PatchFilter With Independent Frequency and Bandwidth Control, IEEE Trans.0n MicrowaveTheory and Techniques, 2012 (3):484-493.)中在具有雙模特性的三角形貼片中引入倒“T”微擾，并在微擾處引入可調(diào)器件，從而實(shí)現(xiàn)了帶寬和中心頻率的獨(dú)立可調(diào)。這種方式可以實(shí)現(xiàn)頻率和帶寬的獨(dú)立可調(diào)，但是由于微擾的尺寸比較小，導(dǎo)致可調(diào)器件的焊接比較困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種中心頻率調(diào)節(jié)范圍寬且絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器。
[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)解決方案為:一種中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器，包括微帶結(jié)構(gòu)、介質(zhì)基板和接地金屬，其中微帶結(jié)構(gòu)設(shè)置在介質(zhì)基板上表面，介質(zhì)基板下表面為接地金屬，所述微帶結(jié)構(gòu)包括輸入端口、輸入饋電電路、輸入耦合匹配電路、E型雙?？烧{(diào)諧振器、輸出耦合匹配電路、輸出饋電電路、輸出端口 ；所述E型雙?？烧{(diào)諧振器包括三個(gè)微帶線枝節(jié)，其中兩側(cè)的微帶線枝節(jié)末端分別連接一個(gè)變?nèi)荻O管，中間的微帶線枝節(jié)末端通過(guò)一個(gè)隔直電容連接另一個(gè)變?nèi)荻O管，且中間微帶線枝節(jié)上面設(shè)置金屬通孔；輸入饋電電路為一個(gè)L型階梯阻抗微帶線，包括水平微帶線和垂直微帶線，該垂直微帶線延伸至E型雙?？烧{(diào)諧振器相鄰兩個(gè)微帶線枝節(jié)的正中位置；輸入耦合匹配電路包括兩個(gè)耦合電容，該兩個(gè)耦合電容分別將垂直微帶線與兩側(cè)相鄰的微帶線枝節(jié)連接；
[0008]所述輸出端口、輸出饋電電路、輸出耦合匹配電路分別與輸入端口、輸入饋電電路、輸入耦合匹配電路呈鏡像對(duì)稱分布，即整個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)鏡像對(duì)稱；濾波器工作時(shí)，E型雙?？烧{(diào)諧振器連接的三個(gè)變?nèi)荻O管等效為一個(gè)可變電容，當(dāng)變?nèi)荻O管等效的電容值發(fā)生變化時(shí)，E型雙?？烧{(diào)諧振器的諧振頻率也相應(yīng)的發(fā)生變化。
[0009]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其顯著優(yōu)點(diǎn)是:⑴本發(fā)明E型雙?？烧{(diào)諧振器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模式的頻率獨(dú)立可控，耦合匹配電路能在調(diào)節(jié)的過(guò)程中保證E型諧振器和饋電網(wǎng)絡(luò)之間良好的阻抗匹配，從而實(shí)現(xiàn)中心頻率調(diào)節(jié)范圍寬且絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)帶通濾波器；(2)微帶E型雙模諧振器具有能獨(dú)立調(diào)節(jié)的兩個(gè)帶內(nèi)極點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)中心頻率和帶寬的對(duì)立可調(diào)，在絕對(duì)帶寬保持250MHz不變的前提，中心頻率可調(diào)范圍大于20%; (3)需要較少的控制直流電源，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、體積小。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是本發(fā)明中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器的實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。
[0012]圖3是本發(fā)明中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器的實(shí)施例1的S參數(shù)仿真圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0014]本發(fā)明中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器，包括微帶結(jié)構(gòu)、介質(zhì)基板和接地金屬，其中微帶結(jié)構(gòu)設(shè)置在介質(zhì)基板上表面，介質(zhì)基板下表面為接地金屬，所述微帶結(jié)構(gòu)包括輸入端口、輸入饋電電路、輸入耦合匹配電路、E型雙?？烧{(diào)諧振器、輸出耦合匹配電路、輸出饋電電路、輸出端口 ；所述E型雙?？烧{(diào)諧振器包括三個(gè)微帶線枝節(jié)，其中兩側(cè)的微帶線枝節(jié)末端分別連接一個(gè)變?nèi)荻O管，中間的微帶線枝節(jié)末端通過(guò)一個(gè)隔直電容連接另一個(gè)變?nèi)荻O管，且中間微帶線枝節(jié)上面設(shè)置金屬通孔；輸入饋電電路為一個(gè)L型階梯阻抗微帶線，包括水平微帶線和垂直微帶線，該垂直微帶線延伸至E型雙?？烧{(diào)諧振器相鄰兩個(gè)微帶線枝節(jié)的正中位置；輸入耦合匹配電路包括兩個(gè)耦合電容，該兩個(gè)耦合電容分別將垂直微帶線與兩側(cè)相鄰的微帶線枝節(jié)連接；所述輸出端口、輸出饋電電路、輸出耦合匹配電路分別與輸入端口、輸入饋電電路、輸入耦合匹配電路呈鏡像對(duì)稱分布，即整個(gè)濾波器結(jié)構(gòu)鏡像對(duì)稱；濾波器工作時(shí)，E型雙?？烧{(diào)諧振器連接的三個(gè)變?nèi)荻O管等效為一個(gè)可變電容，當(dāng)變?nèi)荻O管等效的電容值發(fā)生變化時(shí)，E型雙模可調(diào)諧振器的諧振頻率也相應(yīng)的發(fā)生變化。
[0015]本發(fā)明中心頻率可調(diào)絕對(duì)帶寬不變的可調(diào)微帶帶通濾波器中，所述的E型雙?？烧{(diào)諧振器可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模式的頻率獨(dú)立可控；所述的耦合匹配電路能在調(diào)節(jié)的過(guò)程中保證E型諧振器和饋電網(wǎng)絡(luò)之間良好的阻抗匹配，從而實(shí)現(xiàn)中心頻率可調(diào)的過(guò)程中絕對(duì)帶寬不變的特性，解決了當(dāng)前可調(diào)濾波器中心頻率變化時(shí)絕對(duì)帶寬變化的問(wèn)題。
[0016]進(jìn)一步地，所述變?nèi)荻O管的空置端均穿過(guò)中間層介質(zhì)基板與下層接地金屬相連。
[0017]結(jié)合圖1，所述E型雙?？烧{(diào)諧振器呈“山”字型，該“山”字外圍部分為第一矩形微帶線3，“山”字中間部分為一條帶有金屬通孔15的第二矩形微帶線4，第一矩形微帶線3的一端連接第一變?nèi)荻O管7、另一端連接第二變?nèi)荻O管8，第二矩形微帶線4的一端與第一矩形微帶線3連接、另一端順次連接隔直電容14和第三變?nèi)荻O管9。所述輸入饋電電路為一個(gè)L型階梯阻抗微帶線，包括第一水平微帶線I和第一垂直微帶線2，且第一垂直微帶線2位于第一矩形微帶線3的一個(gè)枝節(jié)和第二矩形微帶線4的正中位置；輸出饋電電路包括一個(gè)L型階梯阻抗微帶線，包括第二水平微帶線6和第二垂直微帶線5，且第二垂直微帶線5位于第一矩形微帶線3的另一個(gè)枝節(jié)和第二矩形微帶線4的正中位置。所述輸入親合匹配電路包括第一親合電容10和第二親合電容11，所述的第一親合電容10 —端連接于第一矩形微帶線3的一個(gè)枝節(jié)、另一端連接于第一垂直微帶線2，第二耦合電容11 一端連接于第一垂直微帶線2、另一端連接于第二矩形微帶線4 ;輸出耦合匹配電路包括第三耦合電容13和第四耦合電容12，所述的第三耦合電容13 —端連接于第一矩形微帶線3的另一個(gè)枝節(jié)、另一端連接于第二垂直微帶線5，第四耦合電容12 —端連接于第二垂直微帶線5、另一端連接于第二矩形微帶線4。
[0018]所述輸入端口和輸出端口的特性阻抗均為50歐姆，且第一水平微帶線I和第二水平微帶線6的特性阻抗均為50歐姆。所述的E型雙?？?